题目内容
为了防止或减少机动车尾气和燃煤产生的烟气对空气的污染，人们采取了很多措施。
（1）汽车尾气净化的主要原理为：2NO(g) + 2CO(g)
2CO2(g)+ N2(g) △H＜0，
若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是 （填代号）。
（下图中υ正、K、n、w分别表示正反应速率、平衡常数、物质的量、质量分数）
（2）机动车尾气和煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH4催化还原NOX可以消除氮氧化物的污染。已知：
CH4(g)+2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)+2H2O(g) △H＝－867 kJ/mol ①
2NO2(g)
N2O4(g) ΔH＝－56.9 kJ/mol ②
H2O(g) ＝ H2O(l) ΔH＝－44.0 kJ／mol ③
写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的热化学方程式： 。
（3）用NH3催化还原NOX也可以消除氮氧化物的污染。如图，采用NH3作还原剂，烟气以一定的流速通过催化剂，通过测量逸出气体中氮氧化物含量，从而可确定烟气脱氮率，反应原理为：NO(g) +NO2(g)+2NH3(g)
2N2(g) + 3H2O(g)。
①该反应的△H 0（填“＞”、“＝”或 “＜”）。
②对于气体反应，用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也可以表示平衡常数（记作KP），
则上述反应的KP＝ 。
（4）NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，其原理见图，石墨I为电池的 极。 该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y，其电极反应为 。
（5）硝酸工业尾气中氮氧化物（NO和NO2）可用尿素〔CO(NH2)2〕溶液除去。反应生成对大气无污染的气体。1 mol尿素能吸收工业尾气中氮氧化物（假设NO、NO2体积比为1︰1）的质量为 g。
（1）B D （各1分，共2分，选错不得分）
（2）CH4(g)＋N2O4(g)=N2(g)＋2H2O(l)＋CO2(g) △H=" —898.1kJ/mol" （2分）
（3）①<（2分） ②P(N2)2P(H2O)3/P(NO)P(NO2)P(NH3)2（2分）
（4）负 （2分） NO2＋NO3－ －e－ ＝N2O5 （2分）
（5）76g（2分）
解析试题分析：（1）可逆反应达化学平衡状态时正逆反应速率不再变化，所以A错误；该物质的浓度在化学平衡时保持不变，所以K不再变化，B正确；对于恒容容器而言，各物质的物质的量不再改变，所以C错误；平衡时NO的质量分数不再改变，正确，所以答案选BD；
（2）根据盖斯定律，目标方程式=①-②+③×2，所以CH4催化还原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的热化学方程式为CH4(g)＋N2O4(g)=N2(g)＋2H2O(l)＋CO2(g) △H= —898.1kJ/mol；
（3）据图可知，当反应达平衡后继续升温，脱氮率降低，说明升温，平衡逆向移动，所以正向是放热反应，△H<0；根据平衡常数的表达式，用平衡压强表示的平衡常数为KP＝P(N2)2P(H2O)3/P(NO)P(NO2)P(NH3)2
（4）在该反应中，二氧化氮中氮元素化合价升高，发生氧化反应，负极发生氧化反应，所以石墨I为电池的的负极，该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y，则Y是N2O5，电极反应式为NO2＋NO3－ －e－ ＝N2O5；
（5）NO和NO2与尿素〔CO(NH2)2〕反应生成无污染物质是氮气、二氧化碳、水，化学方程式为
NO+NO2+CO(NH2)2=2N2＋2H2O＋CO2，所以1 mol尿素能吸收NO和NO2的物质的量是1mol，其质量为76g。
考点：考查对平衡状态的判断，盖斯定律的应用，平衡的移动，平衡常数的表达式的书写，电化学原理的应用，化学方程式的书写及计算
亮点激活精编提优100分大试卷系列答案(共14分)甲醇是重要的化学工业基础原料和液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示：
| 化学反应 | 平衡常数 | 温度（℃） | |
| 500 | 800 | ||
①2H2(g)+CO(g) CH3OH(g) | K1 | 2.5 | 0.15 |
| ②H2(g)+CO2(g) H2O (g)+CO(g) | K2 | 1.0 | 2.50 |
| ③3H2(g)+ CO2(g)CH3OH(g)+H2O (g) | K3 | | |
（2）某温度下反应①中H2的平衡转化率（a）与体系总压强(P)的关系如图所示。则平衡状态由A变到B时，平衡常数K(A) K(B)（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（3）判断反应③△H 0； △S 0（填“>”“=”或“<”）
在500℃、2L的密闭容器中，进行反应③，测得某时刻H2、CO2、 CH3OH、H2O的物质的量分别为6mol、2 mol、10 mol、10 mol，此时v(正) v(逆)（填“>”“=”或“<”）
（4）一定温度下，在3 L容积可变的密闭容器中发生反应②，已知c(CO)与反应时间t变化曲线Ⅰ如图所示，若在t0时刻分别改变一个条件，曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时，改变的条件是 。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时，改变的条件是 。
（5）一定条件下甲醇与一氧化碳反应可以合成乙酸。通常状况下，
将0.2 mol/L的乙酸与0.1 mol/LBa(OH)2溶液等体积混合，则混合溶液中离子浓度由大到小的顺序为
已知反应①Fe(s)+CO2(g)
FeO(s)+CO(g) ΔH=akJ·mol-1,平衡常数为K;
反应②CO(g)+1/2O2(g)
CO2(g) ΔH=bkJ·mol-1;
反应③Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=ckJ·mol-1。测得在不同温度下,K值如下:
| 温度/℃ | 500 | 700 | 900 |
| K | 1.00 | 1.47 | 2.40 |
(1)若500 ℃时进行反应①,CO2的起始浓度为2 mol·L-1,CO的平衡浓度为 。(2)反应①为 (选填“吸热”或“放热”)反应。(3)700 ℃时反应①达到平衡状态,要使该平衡向右移动,其他条件不变时,可以采取的措施有 (填序号)。A.缩小反应器体积 B.通入CO2
C.温度升高到900 ℃ D.使用合适的催化剂
E.增加Fe的量
(4)下列图像符合反应①的是 (填序号)(图中v为速率,φ为混合物中CO含量,T为温度且T1>T2)。
(5)由反应①和②可求得,反应2Fe(s)+O2(g)
2FeO(s)的ΔH= 。(6)请运用盖斯定律写出Fe(固体)被O2(气体)氧化得到Fe2O3(固体)的热化学方程式: 。
O2(g)=H2O(l)ΔH＝－285．8 kJ/mol碳和碳的化合物在生产、生活中的应用非常广泛，在提倡健康生活已成潮流的今天，“低碳生活”不再只是一种理想，更是一种值得期待的新的生活方式。
（1）甲烷燃烧放出大量的热，可作为能源用于人类的生产和生活。
已知：①2CH4（g）+3O2（g）=2CO（g）+4H2O（l） △H=" —1214" kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=" —566" kJ/mol
则表示甲烷燃烧热的热化学方程式 。
（2） 将两个石墨电极插入KOH溶液中，向两极分别通入CH4和O2，构成甲烷燃料电池。其负极电极反应式是： 。
（3）某同学利用甲烷燃料电池设计了一种电解法制取Fe(OH)2的实验装置（如下图所示），通电后，溶液中产生大量的白色沉淀，且较长时间不变色。下列说法中正确的是 （填序号）
A．电源中的a一定为正极，b一定为负极
B．可以用NaCl溶液作为电解液
C．A、B两端都必须用铁作电极
D．阴极发生的反应是：2H+ + 2e－= H2↑
（4）将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入体积
为2L的恒容密闭容器中，进行反应：
CO（g）+H2O（g）
CO2（g）+H2（g），得到如下三组数据：
| 实验组 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所需时间/min | |
| H2O | CO | CO2 | |||
| 1 | 650 | 2 | 4 | 1．6 | 5 |
| 2 | 900 | 1 | 2 | 0．4 | 3 |
| 3 | 900 | 1 | 2 | 0．4 | 1 |
①实验1中，以v (H2)表示的平均反应速率为 。
②实验3跟实验2相比，改变的条件可能是 （答一种情况即可）
汽车尾气中的NOx是大气污染物之一，科学家们在尝试用更科学的方法将NOx转化成无毒物质，从而减少汽车尾气污染。
（1）压缩天然气（CNG）汽车的优点之一是利用催化技术能够将NOx转变成无毒的CO2和N2。
①CH4(g)＋4NO2(g) 
4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) △H1＜0
②CH4(g)＋4NO(g)2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) △H2＜0
③CH4(g) ＋2NO2(g)N2(g) ＋CO2(g) ＋2H2O(g) △H3＝ 。（用△H1和△H2表示）
（2）在恒压下，将CH4(g)和NO2(g)置于密闭容器中发生化学反应③，在不同温度、不同投料比时，NO2的平衡转化率见下表：
| 投料比[n(NO2) / n(CH4)] | 400 K | 500 K | 600 K |
| 1 | 60% | 43% | 28% |
| 2 | 45% | 33% | 20% |
①写出该反应平衡常数的表达式K= 。
②若温度不变，提高[n(NO2) / n(CH4)]投料比，则K将 。（填“增大”、“减小”或“不变”。）
③400 K时，将投料比为1的NO2和CH4的混合气体共0.04 mol，充入一装有催化剂的容器中，充分反应后，平衡时NO2的体积分数 。
（3）连续自动监测氮氧化物（NOx）的仪器动态库仑仪的工作原理示意图如图1
图1 图2
①NiO电极上NO发生的电极反应式： 。
②收集某汽车尾气经测量NOx的含量为1.12%（体积分数），若用甲烷将其完全转化为无害气体，处理1×104L（标准状况下）该尾气需要甲烷30g，则尾气中V(NO)︰V(NO2)=
（4）在容积相同的两个密闭容器内 (装有等量的某种催化剂) 先各通入等量的CH4，然后再分别充入等量的NO和NO2。在不同温度下，同时分别发生②③两个反应：并在t秒时测定其中NOx转化率，绘得图象如图2所示：
①从图中可以得出的结论是
结论一：相同温度下NO转化效率比NO2的低
结论二：在250℃-450℃时，NOx转化率随温度升高而增大，450℃-600℃时NOx转化率随温度升高而减小
结论二的原因是
②在上述NO2和CH4反应中，提高NO2转化率的措施有_________。(填编号)
A．改用高效催化剂 B．降低温度 C.分离出H2O(g) D．增大压强
E．增加原催化剂的表面积 F．减小投料比[n(NO2) / n(CH4)]
2NH3。已知,在常温下,1 g H2完全转化为NH3,放出的热量为15.4 kJ。碳和碳的化合物广泛的存在于我们的生活中。
（1）根据下列反应的能量变化示意图，2C(s) +O2(g) =2CO(g) △H= 。
（2）在体积为2L的密闭容器中，充人1 mol CO2和3mol H，一定条件下发生反应： CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) △H<O测得CO2(g)和CH3OH(g)的物质的量随时间变化的曲线如图所示：
①从反应开始到平衡，H2O的平均反应速率v(H2O)= 。
②下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是 （填编号）。
A．升高温度 B．将CH3OH（g）及时液化移出
C．选择高效催化剂 D．再充入l mol CO2和4 mol H2
（3）CO2溶于水生成碳酸。已知下列数据：
| 弱电解质 | H2CO3 | NH3．H2O |
| 电离平衡常数（ 25℃） | Ka1 = 4．30 × 10一7 Ka2= 5．61× 10一11 | Kb = 1．77× 10一5 |
现有常温下1 mol·L－1的( NH4)2CO3溶液，已知：
水解的平衡常数Kh=Kw/Kb，
第一步水解的平衡常数Kh=Kw/Ka2。
①判断该溶液呈 （填“酸”、“中”、 “碱”）性，写出该溶液中
发生第一步水解的离子方程式 。②下列粒子之间的关系式，其中正确的是 。
A．
B．
C．
D．
（4）据报道，科学家在实验室已研制出在燃料电池的反应容器中，利用特殊电极材料以CO和O2为原料做成电池。原理如图所示：通入CO的管口是 （填“c”或“d”），写出该电极的电极反应式： 。
